Quimica del poliuretano

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Química del Poliuretano
El poliuretano es por lo general la mezcla de dos componentes o sistema bi-componente: el A y el B en una proporción estequiométricamente definida por el químico que diseña la fórmula. Existen además poliuretano monocomponentes que se usan para la industria de la construcción.
Componente A.
En el Poliol que es una mezcla cuidadosamente formulada y balanceada deglicoles, alcoholes de elevado peso molecular, se encuentan en mezcla con agentes espumantes y otros aditivos tales como aminas, agentes siliconados, agua, propelentes y catalizadores organometálicos que son lo que le dan las características a la espuma final. La apariencia es como miel viscosa y posee un fuerte olor amoniacal.

Componente B.
El componente B es un Isocianatoprepolimerizado(pre-iniciado) con un contenido de función NCO que puede variar desde los 18 al 35% en funcionalidad. Algunos son café marrón muy viscosos y otros son casi albos y fluidos.

Reactividad.
La reactividad se puede observar en una simple inspección visual y está dividida en los siguientes tiempos, medidos en segundos:

Tiempo de cremado: 10 - 15 segundos, formación de monómeros y polímeros.
Tiempo de hilo:45 - 70 segundos estructuración, formación de redes cristalinas.
Tacto Libre: 10 - 20 segundos despues del tiempo de hilo, Formación de piel, Finalización de la reacción.
El Isocianato y el Poliol al mezclarse ocasionan una serie de reacciones químicas que conducen a la producción química de uretanos, poluretanos, alofanatos, ureas modificadas, cianatos prepolimeros etc. en total unas 17reacciones químicas simultáneas,en que el paquete de catalizadores hace que tome una dirección determinada.

Se genera una exotérmia que puede elevar la temperatura hasta 70°C, que hace que el propelente en disolución en el Poliol se convierta en un gas por la exotermia generada, el agua en parte se convierte en dióxido de carbono, esto hace que expanda la mezcla, formándose pequeñas celdas despúes delgelado o cremado.

Algunos polioles llevan componentes antiflama que hace que sean no-comburentes o no-inflamables. En algunos países es obligatorio el uso de este componente para determinadas aplicaciones y son clasificados bajo normas de seguridad.

Las celdas se van formando a medida que se alcanza en tiempo de hílo, para finalizar en el tiempo de Tack free.

Los propelentes sonfluorocarbonos modificados ecológicamente tales como el Freón R-141 B, el R-245FA, o el Ciclopentano y que cumplen la Convención de Otawa para la preservación de la capa de Ozono atmosférico. También se utilizan en menor medida, propelentes como Agua y Dióxido de Carbono El freón R-11 asi como otros organoclorados fueron descartados debido a su incidencia en la Capa de Ozono.

Al terminar la reacciónquímica, la espuma de Poliuretano contiene millones de celdas regulares que son las que al final le dan las características de aislamiento térmicas, resilentes y acústicas. Una espuma de poliuretanos tiene un coeficiente de transferencia térmica de aprox. 0.0183 unidades BTU de transferencia de calor.

Esta industria mueve millones de dolares en todo el mundo y los especialistas en el tema son muyrestringidos en número.

El principal mercado es para el rígido en la industria de la aislación térmica(Refrigeradores)y en segundo lugar, la industrias de los flexibles. Un pequeño porcentaje se usa para moldaje de piezas de automóviles, partes de vehículos, elementos de decoración etc.

Tipos y Usos
Los poliuretanos se clasifican en dos formas principalmente: Rígidas y Flexibles.
Lospoliuretanos flexibles son ampliamente usados es Espumas resilentes, Elástómeros Durables, Adhesivos y Selladores de Alto Rendimiento, Pinturas, Fibras, Sellos, Empaques, Juntas, Condones, Bajoalfombras, Partes Automotrices, Industria de la Construcción, del mueble y miles de aplicaciones mas.

La resilencia es la "capacidad de memoria" de un poliuretano flexible, es decir, a la resistencia a la...
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